Kuluttaja mullistaa sähkömarkkinat

Sähkömarkkinat uudistuvat lähivuosina perin pohjin. Sähkön kuluttaja-tuottajat ohjaavat murrosta, ja verkkoyhtiöt varustautuvat siihen automaatiolla.

Uutinen on julkaistu ABB Oy:n power-asiakaslehden numerossa 1/2017.

Tämä juttu löytyy Slideshare-palvelusta: www.slideshare.net/ABBSuomi



”Sähkö on niin halpaa ja hinnanvaihtelut niin pieniä, ettei kulutuksen ohjaus juuri kiinnosta, eivätkä perustuotannon investoinnit kannata”, harmittelee sähköverkkoyhtiö Elenia Oy:n toimitusjohtaja Tapani Liuhala. Kuluttajan näkökulmasta tilanne vaikuttaa kyllä vallan mainiolta. Yhä useampi tuottaa itse sähköä aurinkopaneeleilla ja lämpöä maalämpöpumpulla, ja kun nämä eivät riitä, sähköverkosta saa edullista täydennystä. Vai saako sittenkään?

Liuhala pelkää, että jo seuraava pitkä pakkaskausi saattaa herättää tuotantotukien ja verohelpotusten ohjaamat sähkömarkkinat hyvin raa´alla tavalla, sähkökatkoin.

”Ehkä markkinat alkavat ohjata toiminnan kehitystä sitten, kun sähkö ei maksa kesällä mitään ja talvella euron kilowattitunnilta”, Liuhala kärjistää.

Huomio tehoon eikä energiaan
Suomen energia- ja ilmastotavoitteiden mukaan uusiutuvien energialähteiden osuus nousee 2020-luvulla yli puoleen. Tämä tarkoittaa sitä, että säästä riippuvan tuuli- ja aurinkovoiman tuotanto kasvaa ja vaatii tuekseen säätövoimaa. Säätövoimaa tarjoava polttovoimalaitos ei kuitenkaan kannata entiseen tapaan etenkään kesällä. Vastaavasti myös ydinvoima tarvitsee säätövoimaa, jonka toteuttamiseen erilaiset kuormat ja energiavarastot tarjoavat edullisen vaihtoehdon kalliin, vain säätövoimaksi rakennettavan tuotantokapasiteetin sijaan.

"Kun sähköautoilu lisääntyy, akkuteknologia kehittyy sen mukana", Pertti Järventausta uskoo.
Sähkön tuotantopiikkien rinnalle kohoaa myös uudenlaisia kulutuspiikkejä muun muassa kotien lämmityksestä ja sähköautojen latauksesta. Vuositasolla energian tuotanto ja kulutus voivat osua helpostikin yksiin, mutta tunnin tai pikemminkin sekuntitason sisällä tasapainoa on entistä vaikeampi tavoittaa. Sitä on silti hallittava, jotta sähkövoimajärjestelmän taajuus pysyy haluttuna ja järjestelmä toimintakykyisenä

”Meidän on muutettava koko ajattelumalli. Energian sijaan pitäisi mitata ja hallita hetkellistä tehoa”, professori Pertti Järventausta Tampereen teknillisestä yliopistosta toteaa.

Kerrostalo tuottaa, kuluttaa ja varastoi
Suuret teollisuusyritykset ovat osallistuneet tehotasapainon ylläpitoon jossain määrin jo pitkään joustamalla kuormissaan molempiin suuntiin. Liuhala ja Järventausta odottavat, että urakkaan osallistuu ennen pitkää jokainen kuluttaja, jopa yksittäinen kerrostaloasukas, osana talon tai korttelin muodostamaa kokonaisuutta.

Järventaustan visiossa esimerkiksi kerrostalon ilmanvaihtokonetta säädetään siksi aikaa, kun hissi liikkuu, eikä sähköverkossa näy minkäänlaista tehopiikkiä. Akut ja lämminvesivaraajat varastoivat talon tuottamaa aurinkoenergiaa ja maalämpöä, ja lämmitys katkeaa saunomisen ajaksi.

”Varsinkin uusien talojen rakennusvaiheessa ohjaus on valtavan helppo järjestää, eikä se hyötyihin verrattuna juuri maksakaan”, Liuhala sanoo. Hän kannustaa rakentajia miettimään myös maalämpöpumpun mitoitusta.

”Pienellä lisäinvestoinnilla pumppu riittäisi kovallakin pakkasella, eikä suoran sähkölämmityksen osuus kasvaisi.”

Joustamisesta houkuttelevaa kuluttajalle
ABB:n myyntijohtaja Matti Vaattovaara epäilee kuluttajan kiinnostusta monimutkaiseen, omaa aktiivisuutta vaativaan tehonohjaukseen.

”Ihmiset ovat tottuneet Suomen sähköistämisestä alkaen siihen, että sähkön kuluttaminen on helppoa. Eikö sähköyhtiön pitäisi varmistaa jatkossakin, että sähköä riittää kaikissa olosuhteissa kohtuulliseen hintaan?” Vaattovaara kysyy.

"Mittarin seuraava versio on entistä älykkäämpi etäpääte osana verkkoyhtiön tietojärjestelmää", sanoo Tapani Liuhala.
Liuhala kertoo, että Elenialla luonnostellaankin jo ”virtuaalista voimalaitosta”. Sen osana kuluttaja-tuottaja tekee sopimuksen verkkoyhtiön kanssa, joka sitoutuu joustavuutta edistäviin asennuksiin ja sallii ohjauksen kuluttajan kodissa. Tällöin teho riittää paremmin ja asiakas välttää markkinoiden hintapiikit. Jos järjestely ei kuluttajaa kiinnosta, hinta, erityisesti tehon hinta, saattaa karata korkealle.

”Rakennusmääräykset on saatava vielä sellaisiksi, että suunnittelijat lähtisivät automaattisesti tukemaan joustavuutta mahdollistavien ratkaisujen toteuttamista”, Järventausta huomauttaa.

Etäohjattavia sähkölaitteita kodeissa on jo nyt, ja erityisen hyvän lähtökohdan suomalaisille tarjoaa älykäs sähkömittari.

”Mittarin seuraava versio on entistä älykkäämpi etäpääte osana verkkoyhtiön tietojärjestelmää. Sitä käytetään verkon kunnossapitoon ja ohjaukseen, ja se on valmis kanava myös joustoille”, Liuhala sanoo.

Verkon etäohjaus yhä tärkeämpää
Vaattovaara uskoo, että erinomainenkin tehonohjaus vaatii tuekseen sähköverkon, joka paikkaa tehon satunnaista vaihtelua joustamalla jännitteen suhteen. Tämä puolestaan edellyttää komponentteja, jotka mittaavat ja ohjaavat jännitettä.

”Verkkohan ei itsessään jousta, mutta siinä on syytä olla joustavia elementtejä, jotka stabiloivat verkkoa ja varmistavat sähkön laadun”, Järventausta summaa.

Tehonvaihtelu ja joustava tehonohjaus haastavat siis sähköverkot, ja samaan aikaan verkoilta vaaditaan jopa entistä luotettavampaa toimintaa. Verkkoyhtiöt rakentavat säävarmoja verkkoja vaihtamalla ilmajohtoja kaapeleiksi ja lisäämällä verkkoihin automaatiota, jotta viat voitaisiin nopeasti paikallistaa ja eristää.

”Jos alueen verkossa on nyt kymmenen tai sata ohjauspistettä, tulevaisuudessa niitä on ehkä tuhansia”, Vaattovaara arvioi. Hänen mukaansa käsillä on Suomen sähköistäminen 2.0.

Suomalaiskaupungeissa on toki vuosikymmenten kokemus kaapeliverkoista, mutta maaseudun pienet tehot ja pitkät etäisyydet asettavat uusia vaatimuksia verkon suunnittelulle ja komponenteille.

”En pidä maaseutua kuitenkaan isona riskinä. Uutta riskiä voi tulla pikemminkin siitä, että tehoelektroniikka lisääntyy verkossa ja myös muut komponentit muuttuvat. Silloin kasvaa myös komponenttivikojen osuus”, Järventausta sanoo. Toisaalta hän odottaa, että verkossa ja sen komponenteissa lisääntyvä äly tarjoaa uusia keinoja kunnonhallintaan.

Sähköauto tarjoaa sähkövaraston
Elenia näyttää mallia verkon automatisoinnissa. Sen verkossa voidaan etäohjata jo valtaosaa muuntamoista ja vika-alueet eristetään automaattisesti muutamassa minuutissa.

”Painopiste on siirtymässä vikojen nopeasta korjaamisesta sähkönjakelun nopeaan palauttamiseen”, Liuhala kertoo. Kun tietyn alueen tai asiakkaan mikroverkko erotetaan vika-alueesta, voidaan hyödyntää sen omaa sähköntuotantoa tai sähkövarastoa. Elenian laskelmissa esimerkiksi muuntamolle sijoitettu akku hipoo jo kannattavuuden rajaa joissakin tapauksissa.


Vaattovaara, Liuhala ja Järventausta uskovat, että sähkövarastoilla on merkittävä asema sähköverkossa vuoteen 2030 mennessä, vaikkei akkuteknologia ihan vielä vakuutakaan.

”Kun sähköautoilu lisääntyy, akkuteknologia kehittyy sen mukana”, Järventausta sanoo. Hän arvelee, että jo pelkästään ilmansaasteet ajavat suurkaupunkeja edistämään sähköautoilua vauhdilla, paikallisin päätöksin. Vaattovaara arvioi, että kelpo sähköauto on tarjolla 5–10 vuoden kuluttua ja silloin se on ensisijainen valinta valtaosalle uuden auton ostajista.

”Minusta ratkaiseva käännekohta oli siinä, kun Saksan autoteollisuus päätti satsata sähköautoihin”, Liuhala toteaa.

Kolmikon mielestä sähköautoilun kasvattama sähkönkulutus on hallittavissa, kunhan paikallisiin tehopiikkeihin varaudutaan.

”Parhaimmillaan sähköautojen akuilla voidaan hallita nopeaa tehonvaihtelua molempiin suuntiin.”

Teksti: Marianne Salin
Kuvat: Ari Mäkelä


Haku